●前言
第1章 水體中的污染物1
1.1 無機污染物1
1.1.1 無機無毒物2
1.1.2 無機有毒物3
1.2 有機污染物4
1.2.1 揮發性有機污染物4
1.2.2 半揮發性有機污染物8
1.3 其他污染物10
1.3.1 病原微生物10
1.3.2 水體油污染11
1.3.3 水體感官性污染11
1.3.4 水體“富營養化”12
1.3.5 水體熱污染12
1.3.6 放射性污染13
1.4 本章小結13
參考文獻14
第2章 常見的水淨化處理技術16
2.1 物理法16
2.1.1 吸附法17
2.1.2 膜分離法18
2.1.3 溶劑萃取法19
2.1.4 氣浮法20
2.1.5 磁分離法21
2.2 化學法21
2.2.1 化學沉澱法22
2.2.2 化學混凝法22
2.2.3 離子交換法23
2.2.4 光催化法24
2.2.5 電解法25
2.2.6 超臨界水氧化法25
2.2.7 臭氧氧化法26
2.2.8 芬頓法27
2.3 生物法28
2.3.1 生物膜法29
2.3.2 活性污泥法29
2.3.3 人工濕地法30
2.4 本章小結31
參考文獻31
第3章 單組分錳基納米淨化材料34
3.1 錳基納米組裝材料研究34
3.1.1 低維納米材料34
3.1.2 納米組裝材料35
3.1.3 納米組裝材料的合成方法36
3.1.4 錳基納米組裝材料及其研究意義40
3.2 樣品制備與表征44
3.2.1 實驗試劑及儀器設備44
3.2.2 樣品的主要表征方法45
3.2.3 實驗的主要溶液配制48
3.2.4 性能測試49
3.3 材料的合成及性能50
3.3.1 Mn3O4與Mn2O3的制備51
3.3.2 Mn3O4與Mn2O3的物相、形貌、結構分析51
3.3.3 Mn3O4與Mn2O3對苯酚降解效率和TOC分析54
3.3.4 Mn3O4與Mn2O3降解苯酚前後的XPS分析56
3.3.5 Mn3O4與Mn2O3對苯酚的降解機理59
3.3.6 Mn3O4與Mn2O3的Mn離子溶出率和回收循環實驗63
3.3.7 Mn3O4與Mn2O3降解混合性有機污染物65
3.4 本章小結66
參考文獻66
第4章 銅錳基納米淨化材料74
4.1 Mn-Cu納米材料的制備75
4.2 Mn-Cu樣品的物相、形貌、結構分析75
4.2.1 Mn-Cu樣品的XRD物相分析75
4.2.2 Mn-Cu樣品的SEM和TEM的微觀結構形貌分析76
4.2.3 Mn-Cu樣品的AFM結構分析和BET分析78
4.3 Mn-Cu樣品的FTIR分析和TGA79
4.4 Mn-Cu樣品的拉曼光譜分析80
4.5 Mn-Cu樣品結構形貌的形成機制探究81
4.5.1 Mn-Cu樣品的XPS分析81
4.5.2 Mn-Cu-0.1的形貌演變過程82
4.5.3 Mn-Cu-0.3的形貌演變過程84
4.5.4 Cl-對Mn-Cu樣品的作用機制86
4.5.5 CuCl2加入前後對樣品形貌的影響88
4.5.6 Mn-Cu樣品的形成機理89
4.6 Mn-Cu樣品對於甲基藍的降解性能探究89
4.7 本章小結91
參考文獻91
第5章 鐵錳基納米淨化材料95
5.1 鐵基納米材料的分類與合成方式95
5.1.1 鐵單質和鐵合金材料95
5.1.2 鐵繫化合物和復合鐵繫納米材料96
5.2 Fe3O4納米吸附劑的合成與改性方法96
5.2.1 Fe3O4納米吸附劑的合成方法97
5.2.2 Fe3O4納米吸附劑的表面修飾改性97
5.3 Fe3O4納米材料的性能分析及其選擇吸附性能研究99
5.3.1 Fe3O4納米材料的性能分析99
5.3.2 Fe3O4磁性納米材料對Pb2+的吸附影響因素探討104
5.3.3 模擬鉛鋅尾礦工業廢水中對Pb2+的選擇吸附106
5.3.4 吸附等溫線108
5.3.5 低濃度復雜離子體繫中的吸附狀況109
5.3.6 吸附機理探究110
5.4 鐵錳基納米淨化材料的性能分析及其選擇吸附性能研究112
5.4.1 鐵錳基納米淨化材料的制備113
5.4.2 鐵錳基納米淨化材料的表征113
5.4.3 鐵錳基納米淨化材料吸附Pb2+影響因素探討121
5.4.4 模擬鉛鋅尾礦工業廢水中對Pb2+的選擇吸附125
5.4.5 吸附等溫線130
5.4.6 低濃度復雜離子體繫中的吸附狀況132
5.4.7 吸附機理探究135
5.4.8 吸附-再生循環實驗138
5.5 本章小結139
參考文獻140
第6章 鈣錳基納米淨化材料143
6.1 多級納米結構材料143
6.1.1 多級納米結構材料概述143
6.1.2 納米材料在環境廢水處理中的應用143
6.1.3 本章的創新點145
6.2 實驗部分145
6.2.1 鈣錳基納米淨化材料的合成、表征及其性能研究145
6.2.2 鈣錳基納米淨化材料的組成結構表征145
6.2.3 模擬廢水的配置148
6.2.4 測試方法149
6.3 鈣錳基納米淨化材料的制備及其性能研究149
6.3.1 樣品的制備150
6.3.2 樣品的表征151
6.3.3 樣品的性能測試157
6.3.4 機理探究163
6.3.5 循環性能試驗170
6.4 本章小結173
參考文獻174
第7章 生物質錳鈣復合納米淨化材料179
7.1 生物廢棄物轉化為功能納米材料的研究179
7.1.1 生物廢棄物179
7.1.2 生物廢棄物的應用180
7.2 生物質錳鈣復合納米淨化材料的合成及其表征182
7.2.1 實驗原料與儀器182
7.2.2 樣品制備183
7.2.3 生物質錳鈣復合納米淨化材料的表征與結果185
7.2.4 生物質錳鈣復合納米淨化材料的生長機理188
7.3 生物質錳鈣復合納米淨化材料的性能研究及合成策略普適性192
7.3.1 實驗準備192
7.3.2 生物質錳鈣復合納米淨化材料對Pb2+的超高吸附容量193
7.3.3 生物質錳鈣復合納米淨化材料對其他重金屬離子的處理能力194
7.3.4 生物質錳鈣復合納米淨化材料與分析純Mn3O4性能對比195
7.3.5 生物質錳鈣復合納米淨化材料的吸附影響因素探究195
7.3.6 生物質錳鈣復合納米淨化材料的等溫吸附研究197
7.3.7 生物質錳鈣復合納米淨化材料的吸附動力學研究199
7.3.8 生物質錳鈣復合納米淨化材料的吸附機理分析200
7.3.9 生物質錳鈣復合納米淨化材料吸附後樣品分析202
7.3.10 生物質錳鈣復合納米淨化材料的吸附容量與文獻值的比較203
7.3.11 探究前驅體比例對性能的影響204
7.3.12 普適性研究206
7.4 規則花狀結構生物質錳鈣復合納米淨化材料的制備
及應用拓展207
7.4.1 實驗方法207
7.4.2 材料的表征與結果208
7.4.3 花狀生物質錳鈣復合納米淨化材料生長機理初步探究212
7.4.4 花狀生物質錳鈣復合納米淨化材料的應用及其拓展219
7.5 本章小結220
參考文獻222

本書結合水淨化材料的發展趨勢和作者多年的研究成果，重點闡述新型高效錳基水淨化材料的設計、合成、表征、測試和應用等。全書共七章，第1章主要概述水體中常見的主要污染物；第2章從物理法、化學法和生物法三個方面概述常見的水淨化處理技術；第3章至第7章為作者的原創性科研成果，分別介紹五種新型高效錳基水淨化材料：單組分錳基納米淨化材料、銅錳基納米淨化材料、鐵錳基納米淨化材料、鈣錳基納米淨化材料和生物質錳鈣復合納米淨化材料的設計、合成、表征和水淨化功效研究。本書可供從事納米、表面、界面科學相關的科研和工程技術人員參考，也可作為材料、環境、化學、化工等學科的研究生和高年級本科生的教學參考書。